PRACTICA: Ley de Reynolds- ESIQIE

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
LABORATORIO DE FENOMENOS DE TRANSPORTE

Maestro: HECTOR ZAMORANO GARCÍA

PRÁCTRICA. NÚMERO DE REYNOLDS

EQUIPO 1

Alumno: MORENO GARCÍA AISLINN GABRIELA
Grupo: 2IM03

PERÍODO ENERO-MARZO
TURNO MATUTINO

28 DE ENERO DE 2015


OBJETIVOS
El alumno reforzara los conocimientos en el estudio del perfil develocidades, reproduciendo el experimento de Osborne-Reynodls.
El alumno observara los diferentes tipos de régimen laminar, de transición y turbulento.
El alumno relacionara la velocidad y las propiedades físicas de un fluido.
El alumno calculara el número de Reynolds y con él determinara que tipo de régimen se presenta en cada caso.




INTRODUCCIÓN
El número de Reynolds (Re) es un parámetroadimensional que relaciona las fuerzas de inercia con las fuerzas de viscosidad o rozamiento en el interior de una corriente.
Fuerzas de inercia: ρL2V2
Fuerzas de viscosidad: µLv

Aplicando esta definición a una tubería de sección circular, en donde la dimensión lineal es el diámetro interior D la expresión de cálculo queda como sigue:

Si expresamos la ecuación anterior en función del caudal el númerode Reynolds quedará:

Para caracterizar el régimen en el interior de una tubería uno de los parámetros que se utiliza es el número de Reynolds (Re).
Dependiendo del número de Reynolds (Re) podemos clasificar los diferentes flujos que pueden darse en una conducción, puestos de manifiesto con el experimento realizado por Osborne Reynolds en el año 1883.
Reynolds dispuso un tubo de vidrio alimentadopor un depósito de agua y con una válvula en el extremo aguas abajo, con la que hacía variar la cantidad de agua que circulaba por el tubo. A la entrada del tubo y en su eje, colocó otro más fino con el que podía inyectar colorante en forma de chorro.
Cuando el caudal de la tubería era pequeño (válvula poco abierta), el colorante circulaba siguiendo una trayectoria recta, sin mezclarse con elagua. Al ir abriendo la llave, llegaba un momento en el que el hilo de colorante se desplazaba lateralmente, en cualquier dirección transversal a la corriente, aunque seguía sin mezclarse. Finalmente, se difuminaba en toda la sección del tubo mezclándose con el agua.
Basándose en este experimento distingue los siguientes regímenes en tuberías:
Régimen laminar:
Re < 2000
En este tipo de flujo, dominanlas fuerzas de viscosidad sobre las fuerzas de inercia. Se caracteriza por un movimiento del fluido en capas concéntricas, cada una con diferente velocidad, lo que da lugar a un rozamiento entre las superficies de las capas contiguas. Se trata de un movimiento ordenado, en el que no hay transvase de partículas de una capa a otra.
Régimen turbulento
Re > 4000
A diferencia del flujo laminar, en elflujo turbulento dominan las fuerzas de inercia sobre las fuerzas de viscosidad, por lo que el movimiento es mucho más desordenado y errático y en el que se produce un transvase de partículas de fluido de unas capas a otras.
Régimen crítico o inestable.
2000 < Re < 4000
El paso de flujo laminar a flujo turbulento no es inmediato, si no que se da un régimen inestable. Así, cuando en régimenlaminar, forzamos al fluido a adquirir mayor velocidad, comienzan a aparecer ondulaciones (régimen crítico) que, de persistir en este aumento, llevaría al fluido a alcanzar la turbulencia.

MARCO TEORICO
Como se mencionó anterior mente en el número de Reynolds juega un papel importante la inercia y la fuerza de viscosidad. Aquí mencionare dos leyes que aportan al número de Reynolds.
La primera ley deNewton, la cual enuncia:
Todo cuerpo permanecerá en reposo o con un movimiento rectilíneo uniforme a no ser que una fuerza actúe sobre él.
Nos habla de la tendencia de un cuerpo a mantener su estado de reposo o movimiento (velocidad constante).
La masa de una medida cuantitativa de la inercia. Es decir, un cuerpo masivo tiene más inercia o más resistencia a un cambio de movimiento, que uno menos...